氬氣是目前工業上應用很廣的稀有氣體。它的性質十分不活潑，既不能燃燒，也不助燃。在金屬冶煉方面，氧、氬吹煉是生產優質鋼的重要措施，每煉1t鋼的氬氣消耗量為1～3m3。此外，對鈦、鋯、鍺等特殊金屬的冶煉，以及電子工業中也需要用氬作保護氣。但是有多少人知道氬氣對射頻水氣電漿處理聚乙烯回收丙酮也有影響呢？

  科學家做過研究，認為在射頻水氣電漿處理的過程中，添加不同比例的氬氣，能增加丙酮的產量。于是有臺灣科學家對此作出過實驗。實驗主要是使用射頻水氣電漿添加不同流量氬氣，進行聚乙烯(PE)之分解及再合成處理，并于反應器末端通入液態氮冷凝回收反應產物；實驗中藉由多頻光譜儀(OES)進行電漿特性分析，比較各參數下特性點(汽化時間、反應結束時間及分解時間)變化；并運用氣相層析質譜儀(GC/MSD) 進行液相回收物定性及定量分析。實驗結果發現：添加氬氣能使處理時間減少，但氬氣添加量再增加(超過3sccm)將導致整體處理時間些微增加，并于反應中添加3sccm氬氣可使丙酮生成量增加。

  實驗背景

  由于環保意識抬頭，近十余年來世界各國逐漸重視廢棄物減量及資源回收利用議題，更因某些地區地窄人稠，為避免出現垃圾與人爭地之情況，廢棄物成為受重視問題之一。

  目前以資源分類回收及焚化掩埋兩方法為廢棄物處理主軸但卻不足以完整解決目前廢棄物所造成之環境問題，因為焚化后之灰份及殘留物亦需尋找掩埋地區放置掩埋，故臺灣民眾所造成之廢棄垃圾依舊與臺灣人民爭奪生存土地。傳統廢棄物垃圾焚化處理雖可令垃圾減量，但垃圾焚化后之灰燼不僅可能含有重金屬物質，在垃圾焚化途中亦可能產生種種廢氣及有害物質如：廢棄塑膠低溫燃燒時所產生之戴奧辛(Dioxin)、呋喃(furan)等；由于戴奧辛之結構相當穩定且在環境中極不易被分解，一旦排放至大氣中可經由大氣擴散、貯留及沉積等自然作用，造成環境蓄積后，再經循環作用進入人體，大幅提增致癌機率以及種種損害病變。且由于焚化塑膠僅系將其高溫燃燒為灰分，對資源回收利用為一大損失。因此為避免造成環境危害及影響人類生存范圍,可廢棄物分解并將其轉化為可用物就變得十分重要。

  由于電漿高溫及高能量特性，可完整分解塑膠及塑膠升溫所釋出之戴奧辛避免造成環境危害。高分子鏈之塑膠受電漿粒子衝擊將被游離為鍵結鏈較低之離子，由不同種反應添加物生成不同種類之回收物，如添加氬氣、氧氣及水氣，可合成產物如為乙烯、乙醇及丙酮等。其中丙酮易燃且易揮發，且能溶解油類物質，為工業及實驗室中重要溶劑。

  實驗目的

  使用RF(射頻水氣電漿添加)不同流量氬氣進行聚乙烯分解再結合之實驗；實驗中利用反應腔體中加熱器使基板溫度增加以達聚乙烯汽化效果，同時以添加不同流量氬氣混合水氣產生電漿對聚乙烯氣體進行分解及再結合之動作；于氬氣通量3 sccm下可獲得最高丙酮含量之產物，該參數下回收物之丙酮含量為5.6%，再繼續增加氬氣通量會使丙酮含量降低，最后達一平緩。本研究推論添加氬氣于RF水氣電漿可控制丙酮生成量，將來將嘗試改變不同 參數如放電功率、反應壓力及電極距離等，以達到更高之丙酮含量產物及商業化生產目標。

  實驗結果

  GC/MSD檢測結果可看出各氬氣添加量下生成物種類數皆為9~10種，但物種相同性較低，本研究系以射頻真空水氣電漿系統處理廢棄聚乙烯，并于處理中添加不同流量氬氣，以觀察其添加氬氣對丙酮生成量之變化。通量3、6sccm下方才產生，2-戊酮則產生于氬通量0及12、15sccm，不同氬氣通量下各生成物種之產生機制，本實驗并無對此進行生成推測。

  化學小常識

  丙酮（acetone，CH3COCH3），又名二甲基酮，為最簡單的飽和酮。是一種無色透明液體，有特殊的辛辣氣味。丙酮在工業上主要作為溶劑用于炸 藥、塑料、橡膠、纖維、制革、油脂、噴漆等行業中，也可作為合成烯酮、醋酐、碘仿、聚異戊二烯橡膠、甲基丙烯酸、甲酯、氯仿、環氧樹脂等物質的重要原料。

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